“万能芯片”FPGA加速上车，应用价格及操作难度下降

在电动化与智能化浪潮推动下，汽车电子电器架构越来越复杂，这对芯片的设计及数据处理能力提出了较高要求。在此背景下，被誉为“万能芯片”的FPGA，因低延时、高度灵活、可扩展等特点，在汽车市场迎来巨大的增量空间。

根据Gartner预测，2020-2026年全球FPGA市场规模从55.85亿美元增至96.9亿美元，年均复合增长率为9.6%。那么，FPGA究竟如何赋能汽车智能化发展？目前应用及技术发展情况如何？近日，盖世汽车与FPGA领域知名供应商莱迪思亚太地区应用工程高级总监谢征帆进行了交流。

汽车智能化赋予FPGA更多用武之地

FPGA是是可重构的计算机芯片，现场可编程性是其最大特点。CPU、GPU等芯片在被制造完成后，其功能就已被固定，而FPGA在制造完成后，可以根据用户需要，通过EDA软件配置特定电路，从而赋予其特定功能。

事实上，FPGA并非是新生事物，之所以至今才在汽车产业发光发热，跟智能化的快速发展密切相关。对于此，谢征帆从智能座舱和智能驾驶两个方面应用场景进行了相关介绍。

在智能座舱领域，多屏、大屏、HUD配置成为流行趋势，而车载传感与屏的联动也越来越多。在此背景下，屏幕上除了快速呈现丰富的内容外，还要保障高色域、更高对比度的显示质量。除了车载显示外，车载视觉系统和人工智能技术也被大量应用于驾驶员状态监测系统(DMS)、手势识别、语音控制和车舱内监控系统(IMS)应用中。

以上诸多纷繁复杂的应用需求，需要高灵活度且在数据处理上低延时的芯片支持，这就给了可编程的FPGA带来了更多用武之地。

智能驾驶方面，高级驾驶辅助系统应用中，车辆传感器数量逐步增多，由于主处理器需要连接不同的传感器接口进行数据处理，而且汽车接口也尚未实现真正标准化，所以利用FPGA的可编程特性对不同传感器进行聚合/桥接，或是实现I/O接口扩展，也是新趋势之一。

“总结来看，可编程、低功耗、低延时、并行处理能力强、散热少等特点，使得FPGA越来越多的应用在智能汽车当中。”谢征帆说到。

他同时指出，除了智能化外，信息安全、系统安全、电机控制等领域也有用到FPGA的机会，助力提升汽车的安全性。且无论技术如何发展，FPGA总能随技术升级而发挥相应作用。

FPGA在汽车产业中部分应用场景

国内外供应商加速布局，产品价格及操作难度降低

面对新的市场机遇，近年来，国内外FPGA供应商开始加速布局。作为此领域的技术领先者，莱迪思对FPGA的产品创新也有了新的思考和规划。如在近期举办的2024年上海国际嵌入式大会期间，该司带来了最新的FPGA技术方案:

Local Dimming: 应用于车载显示屏，可以让图像显示黑的地方更黑，亮的地方更亮，使显示屏呈现更清晰、明暗更分明的画面，同时降低整个显示系统的功耗。

CMS汽车电子后视镜解决方案:晚上防眩光、能够在暗光或强光下运行等是目前CMS亟待解决的问题。莱迪思的CMS系统采用了自研的图像信号处理(ISP)技术，能够实时调整图像的亮度、对比度和色彩，确保驾驶员获得最佳的视觉体验。

桥接功能:莱迪思FPGA凭借其灵活的配置和高带宽能力，成功实现了多种图像传感器与处理系统之间的桥接。如在与英伟达的合作项目中，莱迪思FPGA用于将高速图像数据从图像传感器传输到英伟达的AGX系统。通过FPGA的桥接功能，不同接口标准的图像传感器能够无缝连接到统一的处理平台，实现了高速、低延迟的数据传输和处理，助力自动驾驶向上发展。

除了以上外，莱迪斯此前还推出了用于电机控制、车载信息娱乐 系统中的 LED 控制、车载网络 (IVN) 和 ADAS 应用中的Certus-NX FPGA ，实现对驾驶员、座舱和车辆监控的Lattice Drive?等。

除了产品创新外，谢征帆指出，在竞争逐鹿的情况下，产品的价格和技术操作难度逐步有所降低。

价格方面，谢征帆表示，“FPGA和其他的芯片系列一样，除了前两年因为缺货的原因导致涨价以外，长期来讲，如果功能性能不变的话，价格都是往下走的趋势。”

此外，他直言，这两年国内不少企业涉入FPGA，的确价格上存在一定竞争。不过，客户在决定用FPGA做早期设计的时候，价格并不一定是第一考虑因素，而是供应商是否提供成熟度足够高的方案，以及产品质量是否得到市场认可。因此莱迪思在竞争的时候，会考虑价格、成本控制，但是更多的精力会放在怎样把产品质量提高，减少客户产品进入市场的时间。

而在操作上，谢征帆介绍表示，早期FPGA的确门槛比较高，不过现在会把开发门槛降的越来越低。从设计上来讲，写FPGA不再需要专用语言，直接用C语言就可以写。此外，现在有越来越多的IP Vendor能够提供完整的经过验证过的IP，对开发者来讲就像搭积木，拼成其系统所要的模块以后就能够进行实现。与此同时，现在FPGA的性能越来越高，留给客户足够多的冗余空间，哪怕设计不是那么完美，FPGA可以帮助弥补掉。

“FPGA一旦发展到一定规模以后，一定会走到片上系统，这不光光是规模大了以后的自然需求，也是客户的要求，希望把你平台越来越多的东西融合进来。莱迪斯在规划线路图里面是有规划片上系统的。” 谢征帆说到。

对于未来发展，谢指出，汽车领域从开始设计，到产品量产再到大批量出货会有比较长的过程，所以最开始并没有期待在此领域收益会有爆发式增长，但我们看好此领域，并愿意持续投入，目前公司在工业和汽车领域营收占比为53%，未来期待在汽车领域收获更多。